アルカリ環境における水素進化反応のためのアモルファスニクシー触媒の電気堆積と最適化

陰イオン交換膜（AEM）水電子剤は、緑色の水素生産においてその可能性を示しています。重要なタスクの1つは、新しい費用対効果が高く持続可能な電気触媒材料を発見することです。この研究では、水素進化反応のための低コストのNi-Sベースの触媒を、修正されたWattsバスレシピからの単純な電極プロセスを介して調製しました。物理的特性評価方法は、この堆積フィルムがアモルファスであることを示唆しています。Nixsy触媒の電極パラメーターの最適化は、回転するディスク電極のセットアップを使用して実行されました。最適化された触媒は、微小電極上の1 m KOHで優れた触媒性能を示し、10、100および1000 MA cm-2で41 mV、111 mV、および202 mVの過ポテンシャルが333 Kで記録されたTafel勾配が67.9 mV Dec-1で、触媒の長期試験により、100 MA cm-2での微小電極での24時間の期間にわたって安定したパフォーマンスは、それぞれ293 Kと333 Kでそれぞれ71 mVおよび37 mVの過ポテンシャル増加を示しました。カソードおよびNIFE（OH-）2として最適化されたNixsyを使用した完全な細胞試験は、FAA-3-30膜で333 K未満の1 m KOHで500 mA cm-2で1時間の電気分解後1.88 Vを示しました。

Anion exchange membrane (AEM) water electrolyser has shown its potential in green hydrogen production. One of the crucial tasks is discover novel cost-effective and sustainable electrocatalyst materials. In this study, a low-cost Ni-S-based catalyst for hydrogen evolution reaction was prepared via a simple electrodeposition process from a modified Watts bath recipe. Physical characterisation methods suggest this deposit film to be amorphous. Optimisation of the electrodeposition parameters of the NixSy catalyst was carried out using a rotating disk electrode setup. The optimised catalyst exhibited excellent catalytical performance in 1 M KOH on a microelectrode, with overpotentials of 41 mV, 111 mV and 202 mV at 10, 100 and 1000 mA cm-2 with Tafel slope of 67.9 mV dec-1 recorded at 333 K. Long-term testing of the catalyst demonstrated steady performance over a 24 h period on microelectrode at 100 mA cm-2 with only 71 mV and 37 mV overpotential increase at 293 K and 333 K respectively. Full cell testing with the optimised NixSy as cathode and NiFe(OH-)2 as anode showed 1.88 V after 1 h electrolysis at 500 mA cm-2 in 1 M KOH under 333 K with FAA-3-30 membrane.